Stage "formulation intégrale implicite pour la modélisation des écoulements encombrés" F/H

Description du stage

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Contexte : EDF R&D développe des outils de calcul scientifique exploités par les centres d’ingénierie d’EDF dans le cadre de la démonstration de sureté des réacteurs à eau pressurisée (REP) du parc nucléaire français. Parmi ces outils, THYC est le logiciel de référence d’EDF pour la simulation 3D des écoulements monophasiques et diphasiques (eau-vapeur) dans le coeur des réacteurs en conditions normales d’exploitation ou en conditions d’accident.

THYC résout un modèle décrivant l’évolution du mélange diphasique ainsi que l’équation de conservation de la masse de vapeur. Pour modéliser le milieu très encombré des cœurs de réacteurs principalement constitués de faisceaux de crayons combustibles regroupés en assemblages, THYC résout les équations de conservation homogénéisées sur un maillage du domaine contenant le fluide et les obstacles solides, assimilé à un milieu poreux. La discrétisation repose sur un schéma numérique volumes finis sur grilles décalées en espace et semi-implicite en temps à l’aide d’une méthode à correction de pression.

Des travaux récents*, menés à EDF R&D, ont permis le développement d’une nouvelle approche pour modéliser les écoulements en milieu encombré en discrétisant les équations de conservation non homogénéisées et en prenant en compte la nature du milieu (fluide ou solide) lors de l’étape d’intégration sur les volumes finis (mailles), un choix qui permet de prendre en compte localement plus naturellement la géométrie des obstacles (notamment les sections de passage du fluide entre les crayons).

(* Formulation intégrale implicite pour la modélisation d'écoulements fluides en milieu encombré, thèse de Clément Colas, 2019, http://www.theses.fr/2019AIXM0555 )

Objectifs du stage : L’approche dite, formulation intégrale, a été appliquée dans le cadre du schéma numérique à mailles décalées de THYC et les principaux développements dans THYC ont été réalisés en 2023. On souhaite dans ce stage travailler plus spécifiquement sur les aspects suivants :

Analyse et amélioration des conditions aux limites.

Validation de l’approche sur des cas typiques de l’application industrielle.

Généralisation du préprocesseur géométrique pour les cas multi-assemblages et impact de l’approche à l’échelle d’un coeur de réacteur.